поршневое уплотнение

Формула изобретения

1. Поршневое уплотнение, содержащее уплотнительные кольца, установленные в канавках поршня, и упругие элементы для прижатия колец к стенке цилиндра, в котором расположен поршень, отличающееся тем, что каждое уплотнительное кольцо выполнено составным из, по меньшей мере, двух примыкающих друг к другу частей с наружным радиусом, по существу равным внутреннему радиусу цилиндра, а упругие элементы размещены внутри поршня.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что упругие элементы размещены параллельно друг другу и симметрично относительно центра поршня.

3. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что упругие элементы размещены радиально.

4. Уплотнение по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что каждое уплотнительное кольцо выполнено из двух полуколец.

5. Уплотнение по любому из п. 1 или 3, отличающееся тем, что каждое уплотнительное кольцо выполнено из, по меньшей мере, трех сегментов.

6. Уплотнение по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что каждый упругий элемент выполнен в виде пружины.

7. Уплотнение по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что упругие элементы снабжены толкателями, взаимодействующими с внутренней поверхностью уплотнительного кольца.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к поршневым системам цилиндрического типа и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, насосах и компрессорах.

Известно поршневое уплотнение (SU, A1, 1350428, МКИ: F 16 J 9/06, опубл. 07.11.1987 г., Б.И. 41), содержащее установленные в канавке поршня разрезные уплотнительные кольца, подпружиненные к стенке цилиндра составным экспандером и упругими элементами, которые размещены под экспандером и жестко связаны с ним. При использовании колец разрезного типа уплотнительные свойства обеспечиваются за счет упругости материала кольца, равномерность прижатия которого к цилиндру достигается за счет использования дополнительных упругих элементов.

Недостатком данного поршневого уплотнения является неравномерность прижатия каждого уплотнительного кольца к стенкам цилиндра, так как внутренние напряжения по всей поверхности разрезного кольца существенно изменяются от места разреза. Повышение равномерности прижатия за счет дополнительных упругих элементов приводит к увеличению трения и достаточно быстрому износу пары поршень-цилиндр.

В основу настоящего изобретения положена задача создания поршневого уплотнения, обеспечивающего за счет конструктивного выполнения уплотнительного кольца повышение равномерности прижатия его к стенкам цилиндра при минимальных прижимных усилиях.

Поставленная задача решается тем, что в поршневом уплотнении, содержащем уплотнительные кольца, установленные в канавках поршня, и упругие элементы для прижатия колец к стенке цилиндра, в котором установлен поршень, согласно изобретению каждое уплотнительное кольцо выполнено составным из по меньшей мере двух примыкающих друг к другу частей с наружным радиусом, по существу равным внутреннему радиусу цилиндра, а упругие элементы размещены внутри поршня. При этом упругие элементы могут быть размещены или радиально, или параллельно друг другу и симметрично относительно центра поршня. Каждое уплотнительное кольцо может быть выполнено или из двух полуколец, или из по меньшей мере трех сегментов, при этом для прижатия каждого уплотнительного кольца имеется по меньшей мере два упругих элемента, которые выполнены, например, в виде пружин и могут быть снабжены толкателями, взаимодействующими с внутренней поверхностью уплотнительного кольца.

В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 изображает поршневое уплотнение с уплотнительным кольцом, состоящим из двух полуколец, и с параллельно установленными упругими элементами;

фиг.2 - то же, но с радиально размещенными упругими элементами;

фиг.3 - поршневое уплотнение с уплотнительным кольцом, состоящим из трех сегментов;

фиг.4 - соединение частей уплотнительного кольца.

Поршневое уплотнение, согласно изобретению, содержит установленные в канавках 1 (фиг.1) поршня 2 уплотнительные кольца 3, каждое из которых выполнено составным из по меньшей мере двух контактирующих друг с другом частей 4, и упругие элементы 5, размещенные внутри поршня 2 для прижатия колец 3 к стенкам цилиндра 6, в котором установлен поршень 2. На фиг.1 представлено уплотнительное кольцо 3, состоящее из двух полуколец 4, а упругие элементы 5 в виде, например, пружин размещены внутри поршня 2 параллельно друг другу симметрично относительно центра поршня 2. Упругие элементы 5 связаны с толкателями 7. Упругие элементы 5 могут быть расположены радиально, как показано на фиг.2. На фиг.3 представлено уплотнительное кольцо 3, состоящее из трех сегментов 8. Количество упругих элементов может быть различным в зависимости как от количества составных частей уплотнительных колец, так и размеров поршня. Части 4 уплотнительного кольца 3 примыкают друг к другу за счет образования между их концами, например, прямоугольного замка, как показано на фиг.4. Возможны и другие варианты соединения частей 4 кольца 3. Наружный диаметр каждого уплотнительного кольца 3 по существу равен внутреннему радиусу цилиндра 6.

Поршневое уплотнение работает следующим образом.

Части 4 (полукольца) каждого уплотнительного кольца 3 прижимаются к поверхности цилиндра 6 с помощью упругих элементов 5, расположенных в теле поршня 2, через толкатели 7 или непосредственно. Равные или близкие наружные радиусы полуколец 4 и внутренней поверхности цилиндра 6 обеспечивают отсутствие упругих деформаций в уплотнительном кольце 3 и равномерность его прижатия к стенкам цилиндра 6 при минимальных прижимных усилиях. Этим достигается малая истираемость стенок кольца 3 и цилиндра 6.

По мере истирания уплотнительного кольца и стенок цилиндра 6 происходит равномерное притирание их друг к другу, что обеспечивает постоянство компрессии при длительной работе поршневого уплотнения.